Способ моделирования спонтанного разрыва пищевода и патогенетические аспекты синдрома пищеводно- желудочной внутриорганной гипертензии: экспериментальное исследование

Резюме

Была создана и опробована экспериментальная модель спонтанного разрыва пищевода (СРП). 1-ю группу составили живые животные (5 единиц), 2-ю группу - мертвые животные (5 единиц). Во всех экспериментах был получен разрыв стенки пищевода, который при данном способе моделирования происходил в нижней трети пищевода, в наддиафрагмальном сегменте по левой стенке. Длина разрыва варьировала от 2,5 до 4,0 см. Разница давлений разрыва у мертвых и у живых животных составила 0,2 бара, что говорит о непосредственном влиянии тонуса окружающих тканей и структур на механизм СРП. Уровень внутрипросветного давления разрыва стенки пищевода у живых животных значительно превышает внутрипросветное физиологическое давление, возникающее при рвоте (0,15-0,20 бар), и в естественных условиях не наблюдается. Проведен эксперимент по созданию модели внутриорганной гипертензии пищевода и желудка, определены внутрипросветные давления разрыва стенки пищевода (1,3 бар) и желудка (0,5 бар), соотношение полученных данных с уровнем гипертензии в просвете пищевода и желудка во время рвоты. Показано, что внутрипросветное давление, возникающее при рвоте, может создать синдром Мэллори-Вейсса, однако стенку пищевода при таком давлении разо- рвать невозможно. СРП, скорее всего, является вариантом механического повреждения пищевода, обусловленного дискоординацией мышечных сокращений, возникающих во время рвоты.

Ключевые слова:внутриорганная гипертензия, давление разрыва стенки пищевода и желудка, спонтанный разрыв пищевода, уровень внутрипросветного давления пищевода

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2018. Т. 6, № 2. С. 74-79.

doi: 10.24411/2308-1198-2018-12010.
Статья поступила в редакцию: 21.11.2017. Принята в печать: 20.04.2018.

Основной причиной обращений за экстренной медицинской помощью в хирургический стационар является общая абдоминальная боль или боль в эпигастрии. Болевой синдром часто сопровождается рвотой [1]. В первую очередь при наличии этих симптомов исключают острую перфорацию язв желудочно-кишечного тракта, острый панкреатит, острый холецистит, острую кишечную непроходимость, острый инфаркт миокарда, тромбоэмболию легочной артерии. В то же время под этими симптомами могут скрываться патологические состояния, обусловленные внутриполостной и внутриорганной гипертензией, которые относятся к мало изученным вопросам теоретической и клинической медицины [2]. В частности, к группе синдромов внутриполостной гипертензии как вариант внутриорганной гипертензии относят синдром Мэллори-Вейсса (по МКБ-10 - К 22.6) [3] и спонтанный разрыв пищевода (по МКБ-10 - К 22.3). Переход продольного разрыва с наддиафрагмального и абдоминального отделов пищевода на кардиальный отдел желудка дает основание некоторым авторам отождествлять механизм спонтанного разрыва пищевода (синдром Бурхаве) с механизмом синдрома Мэллори-Вейсса, рассматривая последний как неполный разрыв кардиального отдела желудка, переходящий иногда и на абдоминальный отдел пищевода. Синдром Бурхаве встречается в 15% всех перфораций пищевода и может сочетаться с другой патологией пищеварительного тракта, еще более затрудняя диагностику [7]. Чаще разрыв локализуется по левой заднебоковой стенке пищевода на протяжении от 4 до 12 см [6], имеет продольное направление и может распространяться на желудок. Реже спонтанный разрыв происходит в средней трети пищевода в области его правой стенки. Крайне редко встречается разрыв шейного и абдоминального отделов пищевода. Смертность при данном заболевании доходит до 86% [3-5]. Несмотря на то что спонтанному разрыву пищевода (СРП) в последнее время уделяется много внимания, эта проблема не решена до сих пор. Это обусловлено многими факторами, в частности отсутствием ранней диагностики данного заболевания и единой хирургической тактики, а также быстрым развитием смертельных гнойно-септических осложнений. До конца не определены механизмы и предрасполагающие факторы возникновения СРП, нет способов его профилактики.

В классическом варианте СРП возникает при рвоте на фоне злоупотребления алкоголя и (или) переедания. При этом предполагаемым механизмом развития разрыва являются функциональные нарушения рвотного центра на фоне интоксикации. Во время рвотных движений одновременно повышается давление в желудке, раскрывается нижний пищеводный сфинктер, напрягаются мышцы брюшного пресса, сокращаются диафрагма и мышечная оболочка желудка при закрытом верхнем пищеводном сфинктере. При спазмированном привратнике происходит массивный выброс желудочного содержимого в пищевод, внутрипищеводное давление резко повышается, приводя к продольному или поперечному разрыву его стенки. Описаны единичные наблюдения спонтанного разрыва при эпиприпадке, физическом напряжении, рвоте в послеоперационном периоде и даже во время сна или попытке сдержать рвоту. Среди фоновых заболеваний встречаются полиомиелит и заболевания центральной нервной системы.

В отличие от синдрома Мэллори-Вейсса, при синдроме Бурхаве происходит разрыв всех стенок пищевода (трансмуральный разрыв) - вызванные обильной рвотой разрывы слизистой оболочки брюшного отдела пищевода и кардиального отдела желудка носят поверхностный характер. Кроме того, при синдроме Бурхаве разрывы редко сопровождаются массивным кровотечением. При СРП величина разрыва мышечной оболочки всегда превышает величину дефекта слизистой оболочки. В некоторых случаях при СРП одно- временно повреждается медиастинальная плевра, вследствие чего появляется сообщение, как правило, с левой плевральной полостью, что приводит к быстрому развитию эмпиемы плевры и чего никогда не происходит при синдроме Мэллори- Вейсса.

В литературе описан небольшой ряд экспериментов на трупах по моделированию синдрома пищеводно-желудочной внутриорганной гипертензии, по созданию СРП и синдрома Мэллори- Вейсса [8], есть единичные работы клинической направленности. Не изучены патофизиологические механизмы их развития и возможности их профилактики. По данным авторов, при рвоте давление в желудке может повышаться до 200 мм рт.ст. [8], что в пересчете составляет 0,27 бар. Данные об уровне давления в просвете пищевода и желудка, при котором возникает разрыв стенки, противоречивы, а эксперименты на живых организмах не проводились. Неизвестен непосредственный механизм возникновения СРП [7].

Целью нашего исследования было создание в эксперименте модели внутриорганной гипертензии пищевода и желудка, определение внутрипросветного давления разрыва стенки пищевода и желудка, соотношение полученных данных с уровнем гипертензии в просвете пищеводе и желудка во время рвоты. Определить, является ли разрыв левой боковой стенки наддиафрагмального сегмента пищевода обязательным во всех случаях. Разрабо- тать способ моделирования СРП с учетом максимального числа факторов его возникновения для изучения его патогенеза.

Эксперимент 1

Материал и методы

Эксперимент проходил в 2 этапа. Для этого были использованы 10 мертвых поросят массой 18-20 кг. Все поросята были одной породы, одного возраста, от одних родителей.

В своей работе мы руководствовались правилами гуманного обращения с лабораторными животными в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации от 2000 г., основными морально-этическими принципами проведения биомедицинских экспериментов на животных, сформулированными Международным советом медицинских научных обществ (CIOMS),

Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных Этического кодекса от 1985 г., Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых в эксперименте и для других научных целей, включающей основные положения Этического кодекса СММНО, Директивой Совета ЕС "О сближении законов, постановлений и административных положений государств ЕС по вопросам защиты животных, используемых для экспериментов и других научных целей" [9].

На первом этапе у мертвых поросят изолированно извлекали органы по методу Р. Вирхова. После торакотомии и срединной лапаротомии единым комплексом с учетом анатомо-физиологических особенностей и связей извлекали органокомплекс пищевод-желудок (от пищеводно-глоточного перехода до пилорического отдела желудка). На выходной отдел желудка накладывали зажим, герметизируя выход из него (рис. 1).

В проксимальный конец пищевода вставляли трубку с жестким наконечником, соединение герметизировали наложением двух лигатур. Трубку, вставленную в пищевод, - она же отходящая магистраль - подключали к подающей системе.

Подающая система состояла из отходящей магистрали, двух манометров, кранов и приходящей магистрали, которую подключали к центральному водоснабжению, создавая давление в системе. При плавном открытии крана и повышении давления в изолированном органокомплексе пищевод-желудок стрелка манометра поднималась, показывая давление внутри органокомплекса (рис. 2).

При достижении давления в 0,5±0,1 бар происходил разрыв желудка в области малой кривизны на протяжении от 3,0 см.

В продолжение эксперимента зажим с выходного отдела желудка затем накладывали на пищеводно-желудочный переход, тем самым герметизируя и изолируя только пищевод. При повторном повышении давления разрыв стенки изолированного пищевода происходил при давлении от 1,2 до 1,4 бар (среднее давление составило 1,3 бар), что фиксировали по падающей стрелке манометра. Разрыв пищевода во всех случаях происходил в наддиафрагмальном сегменте по левой боковой стенке и составлял 3,0-7,4 см (рис. 3).

На втором этапе измеряли давление в пищеводе и в желудке при проведении реальной диагностической эзофагогастроскопии. Исследование выполняли без орошения корня языка и глотки рас- твором анестетика для сохранения рвотного рефлекса; таким образом, внутрипросветное давление в желудке и пищеводе приближалось к давлению, создающемуся во время рвоты.

Исследование было проведено у 20 пациентов, проходивших фиброгастродуоденоскопию (ФГДС) по поводу различных заболеваний пищевода и желудка: хронический гастрит, язва желудка, лекарственный эзофагит и т.д.

К биопсийному каналу гастроскопа, во время исследования напрямую сообщающемуся с полостью пищевода и желудка, была герметично присоединена трубка с манометром (рис. 4).

У всех пациентов максимальное внутрипросветное давление при рвотном рефлексе при ФГДС варьировало от 0,1 до 0,2 бар. Достоверной разницы между значениями внутрипросветного давления при рвотном рефлексе в желудке и в пищеводе не получено.

Результаты

При проведении эксперимента было установлено, что полный разрыв стенки желудка наступает при повышении в его просвете давления до 0,5 бар, что значительно меньше внутрипросветного давления разрыва стенки пищевода в изолированном пищеводе (среднее - 1,3 бар).

Внутрипросветное давление, зафиксированное при рвотном рефлексе во время проведения диагностической ФГДС, в среднем составило всего 0,15 бар.

При проведении эксперимента на изолированном пищеводе во всех случаях наблюдался его разрыв в классическом месте - по левой боковой стенке его наддиафрагмального сегмента. Незначительно менялась только длина разрыва.

Обсуждение

Поскольку во время эксперимента мы не учитывали влияние на пищевод окружающих его структур (трахея, главные бронхи, аорта, медиастинальная плевра, жировая клетчатка с соединительной тканью, ножки диафрагмы и т.д.) и связь пищевода с ними, полученные нами данные могут отличаться от данных на неизвлеченных органокомплексах. Также в нашем эксперименте не учтен тот факт, что в живом организме присутствует влияние мышечного тонуса самого пищевода и окружающих его структур.

Эксперимент 2

Материал и методы

Во втором эксперименте мы использовали поросят массой 12-15 кг, одной породы, от одних родителей, поделив их на 2 группы. 1-ю группу составили живые животные (5 единиц), 2-ю группу - мертвые животные (5 единиц).

Животных 1-й группы после премедикации фиксировали к операционному столу. Под эндотрахеальным наркозом выполняли шейную медиастинотомию с выделением участка пищевода по окружности. Далее производили его поперечное пересечение с установкой в просвет пищевода трубки с жестким наконечником, которую герметично фиксировали путем наложения двух лигатур. Трубку заполняли водой, к ней присоединяли манометр для контроля давления.

Через верхнесрединный лапаротомный разрез осуществляли доступ к кардиальному отделу желудка, проводили циркулярную мобилизацию желудка в области пищеводно-желудочного перехода и кардии. Далее от левого края кардиальной розетки вниз на 3-5 см параллельно малой кривизне сшивали стенки желудка с образованием туннеля, который был непосредственным продолжением пищевода. Переднюю стенку образованного туннеля рассекали на 1,5-2,0 см в продольном направлении и вводили в него трубку с жестким наконечником и наружным диаметром, равным внутреннему диаметру пищевода. Двумя лигатурами с внешней стороны обвязывали полученный туннель с введенной в него трубкой до достижения герметичности. Этот хирургический прием позволял установить трубку в пищеводное отверстие, минуя желудок и не нарушая целостность стенки пищевода. Важные моменты данного этапа - отсутствие деформации пищевода и установка конца трубки таким образом, чтобы она плотно упиралась в пищевод.

Далее трубку подключали к уходящей магистрали устройства, имитирующего желудок во время рвоты (рис. 5).

Основным узлом в устройстве по имитации желудка во время рвоты являлся гидроаккумулятор, в котором подбиралось определенное соотношение сред. В нашем эксперименте давление жидкости равнялось 0,8-1,0 бар (давление разрыва пищевода, выявленное опытным путем на предыдущем этапе), а объем жидкости составлял 150-200 мл. Таким образом, устройство выполняло функцию желудка во время рвоты.

Далее быстро открывали кран на уходящей магистрали устройства, имитируя желудок во время рвоты. Поток жидкости, схожий с потоком жидкого содержимого желудка во время рвоты, устремлялся в просвет пищевода. Установленный на проксимальном конце пищевода манометр с заполненной водой трубкой имитировал закрытый пищеводно-глоточный сфинктер. Так как выхода жидкости из пищевода естественным путем не происходило, все создаваемое гидроаккумулятором давление в просвете пищевода воздействовало на его стенку, приводя к его разрыву. С помощью манометра, подключенного к трубке, введенной в пищевод с проксимального конца, фиксировали давление разрыва. После эвтаназии выполняли аутопсию с определением локализации разрыва и его протяженности, оценивали состояние пищевода, окружающих тканей и структур.

Во 2-й группе (5 мертвых животных) экспери- мент проводили по вышеописанному алгоритму.

Результаты и обсуждение

Во всех экспериментах был получен разрыв стенки пищевода, который при данном способе моделирования происходил в нижней трети пищевода в наддиафрагмальном сегменте по левой стенке. Длина разрыва варьировала от 2,5 до 4,0 см, что является классическим показателем для синдрома Бурхаве [6].

В 1-й группе живых животных разрыв стенки пищевода произошел при среднем давлении 0,9±0,1 бар. Во 2-й группе - среднее внутрипро- светное давление разрыва составило 0,7±0,1 бар. Разница давлений разрыва у мертвых и у живых животных составила 0,2 бара, что говорит о непосредственном влиянии тонуса окружающих тканей и структур на механизм СРП. Данный факт не был учтен в работах предыдущих исследователей.

Минимальным колебаниям были подвержены протяженность и давление разрыва.

Заключение

Проведенный анатомический эксперимент установил, что давление разрыва стенки пищевода зна- чительно выше давления разрыва стенки желудка.

Разработана экспериментальная модель СРП с учетом классических представлений о факторах и особенностях его возникновения, на которые предыдущие исследователи не обращали внимания. Во всех экспериментах мы получили разрыв стенки пищевода в типичном месте его анатомической слабости.

Уровень внутрипросветного давления разрыва стенки пищевода у живых животных значительно превышает внутрипросветное физиологическое давление, возникающее при рвоте (0,15-0,20 бар) и в естественных условиях не наблюдается. Внутрипросветное давление, возникающее при рвоте, может создать синдром Мэллори-Вейсса, СРП скорее всего является вариантом механического повреждения пищевода, обусловленного дискоординацией мышечных сокращений, возникающих во время рвоты.

Литература

1. Усенко A.Ю., Лаврик А.С., Мовчан Б.Б. и др. Спонтанный разрыв пищевода (синдром Бурхаве) // Харківська хірургічна школа: медичний науково-практичний журнал (Ін-т заг. та невідклад. хірургії). 2014. No 3. С. 105-109.

2. Тимербулатов Ш.В. Диагностика и лечебная тактика при синдромах внутриполостной гипертензии в абдоминальной хирургии (клинико-экспериментальное исследование) : автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Уфа, 2013. 48 с.

3. Чередников Е.Ф., Малеев Ю.В., Черных А.В., Литовкина Т.Е. и др. Современные взгляды на этиологию и патогенез разрывно-геморрагического синдрома (синдрома Меллори-Вейса) // Журн. анатомии и гистопатол. 2016. Т. 5, No 1. С. 86-89.

4. Маклул Мохсин. Патогенетические особенности и профилактика несостоятельности швов при спонтанных разрывах пищевода : дис. ... канд. мед. наук. Великий Новгород, 2006. Гл. 2.1. С. 26-36.

5. Погодина А.Н., Рабаданов К.М. Синдром Бурхаве: клиника, диагностика, лечение // Актуал. вопр. клин. хир. 2016. С. 184-187. 

6. De Schipper J.P., Pull ter Gunne A.F., Oostvogel H.J., van Laarhoven C.J. Spontaneous rupture of the oesophagus: Boerhaave’s syndrome in 2008. Literature review and treatment algorithm // Dig. Surg. 2009. Vol. 26, N 1. P. 1-6.

7. Черноусов А.Ф., Богопольский П.М., Курбанов Ф.С. Хирургия пищевода : руководство для врачей. М. : Медицина, 2000. С. 38-40.

8. Мазурин В.С., Кузьмичев В.А., Прищепо М.И., Гукасян Э.А. и др. Повреждение пищевода : учебное пособие. М. : ФУВ МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского. С. 5.

9. Biological Ethics: a Collection of Normative Documents on the Conduct of Biomedical Research Using Animals / Novosib. State Agrarian University - Biologytechnologist Faculty; eds E.A. Borisenko, J.K. Kisora. Novosibirsk, 2015.